一种地铁屏蔽门门机自抗扰控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地铁屏蔽门门机自抗扰控制技术领域，具体涉及到应用于屏蔽门门机 的先进控制，属于轨道交通屏蔽门门机控制设备技术领域。
【背景技术】
[0002] 屏蔽门系统是一个典型的机电化产品，安装于地铁、轻轨等交通车站站台边缘，将 车站站台与行车隧道区域隔离开，设有与列车门相对应，可多级控制开启与关闭滑动门的 连续屏障。屏蔽门的安装，降低列车站空调通风系统的运行能耗，同时减少了列车的运行噪 音和活塞风对车站的影响，防止人员跌落轨道产生意外事故，为乘客提供了舒适、安全的候 车环境，提升了地铁服务水平。地铁屏蔽门门机控制算法通常采用传统的PID控制算法。由 于地铁屏蔽门门机参数(无刷直流电机）的非线性和时变特点，使得传统的PID控制算法的 响应速度，超调量以及抗干扰能力均难达到最佳状态。
【发明内容】
[0003] 针对上述缺陷，本发明提供一种地铁屏蔽门门机自抗扰控制系统，其目的在于提 高地铁屏蔽门门机的响应速度、抗干扰能力和控制精度，从而使得被控对象具有较强的自 适应性和鲁棒性。
[0004] 为实现上述目的，本发明的技术方案是如下：一种地铁屏蔽门门机自抗扰控制系 统，包括有依次连接的主控制系统PSC、门控单元DCU、门机单元，门机单元包括有电源模 块、变频器模块、电流采样模块、无刷直流电机模块BLDCM组成；门控单元DCU包含有两个依 次连接的第一自抗扰控制器ADRC1、第二自抗扰控制器ADRC2,第一自抗扰控制器ADRC1控 制无刷直流电机的角速度《，第二自抗扰控制器ADRC2控制无刷直流电机的电流i，并采用 DSP微处理器作为门控单元DCU的中央控制器，从而增加门机单元的反应速度及抗扰能力， 本发明的地铁屏蔽门自抗扰控制系统，采取在门控单元DCU上分别依次设置控制转速和电 流的自扰控制器，即第一自扰控制器ADRC1和第二自扰控制器ADRC2,实现对无刷直流电机 的角速度《和电路i的实时跟踪，保证了无刷直流电机的逆变器输出的电流跟踪给定电流 的变化，从而实现了对门机使用的无刷直流电机的高精度控制，加快了无刷直流电机的响 应时间，及增强了其自身抗外界干扰的能力，提高其了地铁屏蔽门门机对应复杂环境的能 力，增强了地铁屏蔽门的安全性能。
[0005] 进一步地，门控单元DCU内部采用转速和电流双闭环控制，设定的参考速度信号 与转速反馈信号比较后，送入第一自扰控制器ADRC1 ;第一自扰控制器ADRC1的输出与速度 信号比较，送入第二自扰控制器ADRC2,第二自扰控制器ADRC2比较反馈电流后输出占空比 信号，从而控制无刷直流电机的定子绕组的相电流，保证了无刷直流电机的逆变器输出的 电流跟踪给定电流的变化。
[0006] 更进一步地，假设无刷直流电机电枢电流为i，两相电枢绕组的感应电动势为e， 由电机的状态方程可得下式
【主权项】
1. 一种地铁屏蔽口口机自抗扰控制系统，其特征在于：所述自抗扰控制系统包括有依 次连接的主控制系统PSC、口控单元DCU、n机单元，所述口机单元包括有电源模块、变频器 模块、电流采样模块、无刷直流电机模块BLDCM组成；所述口控单元DCU包含有两个依次连 接的第一自抗扰控制器ADRC1、第二自抗扰控制器ADRC2,所述第一自抗扰控制器ADRC1控 制无刷直流电机的角速度《，所述第二自抗扰控制器ADRC2控制无刷直流电机的电流i，并 采用DSP微处理器作为口控单元DCU的中央处理器，从而增加口机单元的反应速度及抗扰 能力。
2. 根据权利要求1所述的一种地铁屏蔽口口机自抗扰控制系统，其特征在于；所述口 控单元DCU内部采用转速和电流双闭环控制，设定的参考速度信号与转速反馈信号比较 后，送入第一自扰控制器ADRC1 ;第一自扰控制器ADRC1的输出与速度信号比较，送入第二 自扰控制器ADRC2,第二自扰控制器ADRC2比较反馈电流后输出占空比信号，从而控制无刷 直流电机的定子绕组的相电流，保证了无刷直流电机的逆变器输出的电流跟踪给定电流的 变化。
3. 根据权利要求1所述的一种地铁屏蔽口口机自抗扰控制系统，其特征在于；假设无 刷直流电机电枢电流为i，两相电枢绕组的感应电动势为e，由电机的状态方程可得下式
(1) 式中U,为加在两相导通绕组上的电压，R为各相电枢绕组电阻；L、M分别为各自绕组自 感和互感； 由电机的电磁转矩方程和机械运动方程可W得下式：
(2) 式中《为电机机械角速度；D为粘滞阻尼系数；Ti为负载转矩J为转动惯量；k。为电 机电势系数；P为电机极对数。 将式（1)中-2(L-M)旨作是电流子系统的扰动wi(t)，将式（2)中看作是转速子 系统的扰动W2(t)可得到串联对象方程：
(3) 从而将电机等效为由两个非线性系统构成的积分串联型对象，使用了两个一阶自抗扰 控制器实现对电机的内和外环控制，外环控巧赠速，内环控制电流。
4. 根据权利要求1所述的一种地铁屏蔽口口机自抗扰控制系统，其特征在于；所述自 抗扰控制器由跟踪微分器、扩张状态观测器W及非线性反馈控制律化SFFH大部分组成； 它通过非线性变换将非线性系统转化为线性系统的积分串联结构，从而实现动态系统的反 馈线性化。
【专利摘要】本发明公开了一种地铁屏蔽门门机自抗扰控制系统，由门控单元DCU、主控制系统PSC以及由电源模块、变频器模块、电流采样模块、无刷直流电机模块BLDCM组成的门机单元构成；门控单元DCU包含有两个自抗扰控制器ADRC,并采用DSP微处理器。将无刷直流电机等效为由两个非线性系统构成的积分串联型对象，使用了两个一阶自抗扰控制器实现对电机的内外环控制，外环控制转速，内环控制电流。本发明运用自抗扰控制系统，具有多方面的优点,如：响应速度快，控制精度高，抗扰动能力强。很适合安装环境比较恶劣的地铁屏蔽门控制系统。
【IPC分类】E05F15-632
【公开号】CN104790799
【申请号】CN201410025878
【发明人】刘志刚, 张友刚, 杨阳
【申请人】江苏新绿能科技有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年1月21日